Photinus pyralis - Photinus pyralis

Обыкновенный восточный светлячок
Photinus pyralis Firefly 3.jpg
Научная классификация редактировать
Королевство:Animalia
Тип:Членистоногие
Учебный класс:Насекомое
Заказ:Жесткокрылые
Семья:Lampyridae
Племя:Фотинини
Род:Фотин
Разновидность:
P. pyralis
Биномиальное имя
Photinus pyralis

Photinus pyralis, известный общие имена обыкновенный восточный светлячок[2] и светлячок большой медведицы,[3] это самый распространенный вид Светлячок в Северная Америка.[4] P. pyralis - это летающий и светоносный жук с легким органом на брюшной стороне брюшка. Этот организм иногда ошибочно классифицируют как Photuris pyralis, что, вероятно, является результатом ошибочного принятия схожего по звучанию рода Photuris.

Светлячок обыкновенный восточный (Photinus pyralis)

В Photuris самка может также заманить Photinus pyralis быть съеденным, чтобы получить стероиды, отпугивающие пауков, называемые "люцибуфагины ".[5] У самцов световой орган покрывает всю вентральную поверхность трех самых задних сегментов, а у самок он покрывает только часть третьего заднего сегмента.[6] Эти светлячки наиболее заметны в сумерках, в начале вечера и парят близко к земле.[7] Общее название вида отсылает к характерному полету самца, который летит по J-образной траектории, загораясь на взлете.[8] Во время полета J-образная схема полета используется в сочетании с патрулирующими вспышками при поиске помощника.[9] Их вспышки стимулируются условиями освещения, а не ритмическими импульсами, как первоначально предполагалось.[7]

Геном Photinus pyralis был упорядочен в 2018 году.[10]

Легкое производство

Самцы Photinus pyralis Найдите самок по серии световых вспышек, на которые самки реагируют кодированной задержкой. Световой орган P. pyralis состоит из двух слоев; слой преломляющих ячеек на спинной сторона и фотический слой со световыми клетками на вентральный сторона.[11] Световой орган (особенно фотогенный слой) снабжен многочисленными трахеальными ветвями, которые, как считается, обеспечивают необходимый кислород для производства света.[11] Фермент, продуцирующий свет, люцифераза, и находится в ячейках фонаря.[12] Люциферазам нужен кислород, люциферин и аденозинтрифосфат (АТФ), чтобы катализировать химическую реакцию, которая производит биолюминесценция у этих насекомых.[13] Было показано, что свечение не контролируется концевыми клетками трахеи (которые, как предполагалось, содержат клапаны) или центральными нервными импульсами, благодаря исследованиям с низким содержанием кислорода.[14] Куколки этих жуков имеют другие органы света, чем взрослые. У них нет характерных концевых клеток трахеи мигающих взрослых особей, и в то время как взрослые особи излучают яркие вспышки, куколки излучают свет низкой интенсивности.[14]

Защита

Жуки из семейства Lampyridae известно, что они используют определенные средства защиты, такие как неприятный запах и выделение липкого вещества, чтобы избежать нападения хищников.[15] Выведение неприятных жидкостей из участков вдоль надкрылья и переднеспинка является результатом тактильной стимуляции и называется рефлекторным кровотечением.[16] Этот рефлекторное кровотечение это защитная функция P.pyralis, так как это может заставить некоторых хищников запутаться в липкой субстанции (например, муравьев) или вызвать отвращение у других после нападения.[16] Выделение содержит люцибуфагины, стероиды, содержащиеся в P. pyralis что делает их неприятными для некоторых хищных птиц.[17] В то время как взрослый мигающий сигнал используется для передачи сигналов самцу, считается, что свечение куколки апосематический дисплей для ночных хищников.[18]

В отношении самцов Фотин виды являются добычей самок другого рода, Photuris. Photuris самки фактически имитируют эффекты световых сигналов самцов Photinus, и этим самки заманивают самцов Photinus. Самцы естественным образом вырабатывают стероид люцибуфагин, и причина, по которой самки охотятся на этих самцов, заключается в том, чтобы получить этот стероид. Как только самки охотятся на Фотин мужчины, женщины получают стероид люцибуфагин, чтобы использовать его для защиты от прыгающие пауки. Было проведено исследование, в котором Photuris самок собирали на природе и заставляли рефлекторно кровотечение, содержащее стероид люцибуфагин. Было обнаружено, что, когда самок заставляли рефлексировать кровотечение, образцы, взятые у каждой самки, содержали разное количество стероида в каждой пробе. Итак, после того, как были проведены эксперименты, чтобы увидеть, каких самок будут есть пауки-прыгуны, было решено, что пауки-прыгуны с большей вероятностью будут есть самок с меньшим количеством люцибуфагина внутри своего тела, а самки с большим количеством пауков постоянно отвергаются пауками, поэтому они защищают себя от хищничество.[19]

Спаривание

Самцы первыми начинают серию патрульных вспышек, необходимых для обнаружения и спаривания с самкой. Самцы будут активно летать во время мигания, тогда как самки ведут малоподвижный образ жизни.[20] Они будут мигать каждые 6 секунд и ждать ответной вспышки от самки, которая происходит с задержкой в ​​1-2 секунды. [9] Было показано, что самки реагируют только на свои сородич самцы; идентифицируя их по цвету их желтой биолюминесцентной вспышки в сочетании с временной структурой, продолжительностью и интенсивностью мужской вспышки.[21] Самки поворачивают брюшко к самцовской вспышке, показывая самцу свою собственную вспышку. Самцов можно наблюдать почти вертикально; их усики вытянуты вперед и жесткие, а ноги прижаты к телу во время патрулирования.[9] Они также показывают очевидный сдвиг взгляда в сторону последней вспышки самки и продолжают двигаться к ней, пока самка светлячка не вспыхнет снова.[9] Вспышки продолжаются, пока самец не достигнет самки. Самцы собираются большими массами, и наиболее вероятно, что одну и ту же самку встретят несколько человек; в этом случае мужчина P. pyralis проявлять агрессию по отношению друг к другу, находясь вне полета.[22]

На стадии «агрессии» предпочтение отдается самцам с меньшими надкрыльями и меньшими фонариками; тогда как во время сигнальной фазы предпочтение отдается самцам с более длинными надкрыльями и более крупными фонариками.[22] Самцы с более крупными фонарями предпочитают сигнальные фазы ухаживания, потому что их радиовещательные вспышки могут быть замечены самками, находящимися дальше, также предполагается, что из-за их более длинных надкрылий эти самцы также могут иметь преимущество в том, что они быстрее находят самок.[23]Фотин светлячки не питаются взрослыми [20] и, следовательно, мужчины могут лучше привлекать женщин, предлагая свадебные подарки в виде еды. сперматофоры которые самки могут использовать для обеспечения своих яиц питательными веществами.[24]

Рекомендации

  1. ^ "Photinus pyralis". Интегрированная система таксономической информации.
  2. ^ Архив фотографий животных
  3. ^ "Firefly Companion and Letter Winter 1993-1994" (PDF). Архивировано из оригинал (PDF ) 30 июня 2007 г.. Получено 12 января, 2009.
  4. ^ Государственные символы США: насекомое штата Теннесси
  5. ^ Роджер Сегелькен Заманенные и уничтоженные, доверчивые самцы светлячков снабжают «роковых женщин» жизненно важным химическим веществом. Корнельская хроника 1 сентября 1997 года. Проверено 22 ноября 2012 года.
  6. ^ Мачта, С.О. 1912. Поведение светлячков (Photinus pyralis) с особым упором на проблему ориентации. 256-272
  7. ^ а б Рау, П. (1932). «Ритмичная периодичность и синхронное мигание светлячка Photinus pyralis с примечаниями на Photurus pennsylvacicus». Экологическое общество Америки. 13: 7–11. Дои:10.2307/1932487.
  8. ^ Мэлони, Бренна; Смоллвуд, Джеймс (10 июля 2009 г.). «Как эти жуки создают свет». Вашингтон Пост. Получено 19 июля, 2009.
  9. ^ а б c d Кейс, Дж. Ф. (2004). «Летные исследования светочувствительности светлячка Photinus pyralis». Интегративная и сравнительная биология. 44: 250–258. Дои:10.1093 / icb / 44.3.250.
  10. ^ Фэллон, Тимоти Р.; Нижний, Сара Э; Чанг, Чинг-Хо; Бесшо-Уэхара, Манабу; Мартин, Гэвин Дж; Бьюик, Адам Дж; Берингер, Меган; Дебат, Умберто Дж; Вонг, Исаак; День, Джон К.; Суворов, Антон; Silva, Christian J; Стангер-Холл, Катрин Ф; Холл, Дэвид В; Шмитц, Роберт Дж; Нельсон, Дэвид Р.; Льюис, Сара М; Сигенобу, Сюдзи; Биби, Сет М; Ларракуэнте, Аманда М; Оба, Юичи; Вэн, Цзин-Кэ (2018). «Геномы светлячков проливают свет на параллельное происхождение биолюминесценции у жуков». eLife. 7. Дои:10.7554 / eLife.36495. ISSN  2050-084X. ЧВК  6191289. PMID  30324905.
  11. ^ а б Балки, H.W. и Андерсон, Э. 1955. Исследования светового и электронного микроскопа светового органа светлячка (Photinus pyralis). Биологический бюллетень, 375-393
  12. ^ Keller, G.A .; Gould, S .; Deluca, M .; Субрамани, С. (1987). «Люцифераза светлячка нацелена на пероксисомы в клетках млекопитающих». Труды Национальной академии наук. 84: 3264–3268. Дои:10.1073 / pnas.84.10.3264. ЧВК  304849. PMID  3554235.
  13. ^ [1][мертвая ссылка ]
  14. ^ а б Гастингс, Дж. и Бак, Дж. 1965. Псевдевспышка светлячков в отношении фотогеничного контроля. Биологический бюллетень, 101-113
  15. ^ Уильямс, Ф. (1917). «Заметки об истории жизни некоторых североамериканских ламприд». Журнал Нью-Йоркского энтомологического общества. 25: 11–33.
  16. ^ а б Блюм, М .; Саннаси, А. (1973). «Рефлекторное кровотечение у лампирида Photinus pyralis: защитная функция». Журнал физиологии насекомых. 20: 451–660. Дои:10.1016 / 0022-1910 (74) 90153-х.
  17. ^ Meinwald, J .; Wiemer, D.F .; Эйснер, Т. (1979). «Люцибуфагины. 2. Сложные эфиры 12-оксо-2p, 5p, 11 a-тригидроксибуфалина, основных защитных стероидов светлячка Photinus pyralis (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал Американского химического общества. 101 (11): 3055–3060. Дои:10.1021 / ja00505a037.
  18. ^ Андервуд, T.J .; Таллами, D.W .; Песек, J.D. (1997). «Bioluminescebce в личинках светлячков: проверка гипотезы апосематического дисплея (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал поведения насекомых. 10: 365–370. Дои:10.1007 / bf02765604.
  19. ^ Эйснер, Т. (1997). "Светлячки" роковые женщины "получают защитные стероиды (люцибуфагины) от своей жертвы" светлячков ". Proc. Natl. Акад. Sci. 94 (18): 9723–9728. Дои:10.1073 / пнас.94.18.9723. ЧВК  23257. PMID  9275191.
  20. ^ а б Ллойд, Дж. Э. 1966. Исследования системы мгновенной связи светлячков Photinus. Музей зоологии Мичиганского университета, Анн-Арбор
  21. ^ Lall, A.B; Уорти, К. (2000). «Спектры реакции самок светлячка Photinus pyralis (Coleoptera: Lampyridae): свидетельство ахроматического обнаружения биолюминесцентного оптического сигнала». Журнал физиологии насекомых. 46: 965–968. Дои:10.1016 / с0022-1910 (99) 00206-1.
  22. ^ а б Венцл, Ф.В. (2004). «Аллометрия и ближайшие механизмы полового отбора у светлячков Photinus и некоторых других жуков». Интегративная и сравнительная биология. 44: 242–249. Дои:10.1093 / icb / 44.3.242.
  23. ^ Vencl, F.V .; Карлсон, Д. (1998). «Ближайшие механизмы полового отбора у светлячка Photinus pryalis (Coleoptera: Lampyridae)». Журнал поведения насекомых. 11: 191–207.
  24. ^ Lewis, S.M .; Cratsley, C.K .; Демари, К. (2004). «Распознавание и выбор партнера у светлячков Photinus». Annales Zoologici Fennici. 41: 809–821.

внешняя ссылка

  • BugGuide с деталями Photinus pyralis